Il mondo non dispone ancora di tutte le tecnologie di cui avrebbe bisogno per raggiungere l’obiettivo di ’emissioni zero’. Le nuove tecnologie, però, rappresentano una parte fondamentale degli strumenti di decarbonizzazione del mondo.

Tra i diversi studi sull’argomento, la ricerca di McKinsey sul percorso dell’azzeramento delle emissioni in Europa suggerisce che le tecnologie climatiche già mature potrebbero, se ampiamente diffuse, fornire circa il 60% dell’abbattimento delle emissioni che sarà necessario per stabilizzare il clima entro il 2050.

La ricerca

La ricerca di McKinsey sul percorso dell’azzeramento delle emissioni in Europa, intitolata “Innovating to net zero: An executive’s guide to climate technology” suggerisce che le tecnologie climatiche già mature potrebbero, se ampiamente diffuse, fornire circa il 60% dell’abbattimento delle emissioni. Questo sarà necessario per stabilizzare il clima entro il 2050.

La sfida è che l’ulteriore l’abbattimento deve provenire da tecnologie climatiche che non sono del tutto pronte, compreso il 25-30% da tecnologie che sono già uscite dalla fase di ricerca e sviluppo, ma non ancora mature per il mercato e un altro 10-15% da quelle ancora in fase di ricerca e sviluppo. 

La riduzione dei costi per le tecnologie climatiche

Le tecnologie climatiche devono essere competitive in termini di costi, efficienza e prestazioni nei confronti delle tecnologie ad alte emissioni. In caso contrario, il loro maggior costo può essere una barriera significativa alla loro diffusione.  

Un modo per ridurre il costo delle tecnologie climatiche è rendere la loro domanda costante e crescente nel tempo, così che i produttori riuscirebbero ad utilizzare le economie di scala per la produzione efficiente. 

Un esempio di applicazione di tale strategia è l’energia solare. L’energia solare è arrivata ad essere competitiva in termini di costo con l’energia a carbone nel 2013 e con quella a gas nel 2015. Sono stati necessari, quindi, circa 30 anni di ricerca e investimento, durante i quali i costi dell’energia solare sono diminuiti di circa 98%. 

In questo percorso, vengono individuate due fasi principali: 

  1. 1980 – 2000: investimenti in R&S da parte delle imprese private per ridurre i costi; 
  1. 2000 – 2014: i governi hanno emesso degli incentivi, che hanno incoraggiato le organizzazioni all’acquisto dei sistemi solari. 

L’elettrificazione di trasporti, edifici e industria

Settori industriali come quello del cemento, della chimica e dell’acciaio insieme sono energivore e solo il 20% di quell’energia è elettricità. Sarà necessaria l’innovazione per colmare queste lacune.  

Ma come finanziare l’elettrificazione industriale? Sostituire in anticipo apparecchiature di lunga durata può significare che a causa dei maggiori costi di ammortamento i prodotti industriali potrebbero avere margini di profitto ridotti, il che può scoraggiare le aziende dal fare investimenti. Presentare un progetto europeo per ottenere finanziamenti anche a fondo perduto, potrebbe essere una delle soluzioni per aiutare le aziende a ridurre gli investimenti in apparecchiature elettriche anche con un lungo periodo di ammortamento.  

Tema finanziario a parte approfondiamo le tecnologie, la prima tecnologia che approfondiremo riguarda l’elettrificazione di trasporti, edifici e industria, ovvero tecnologie come: 

  • Le batterie dei veicoli elettrici,  
  • I software del controllo delle batterie,  
  • I sistemi di edifici efficienti,  
  • L’elettrificazione industriale.  

Secondo lo studio, a queste tecnologie dovrebbero essere destinati da 700 miliardi a un trilione di dollari nei prossimi quattro anni e che permetterebbe di eliminare 5 gigatonnellate di CO2 equivalente entro il 2050.  

Che cosa bisogna fare? Le apparecchiature e i processi che vengono alimentati con idrocarburi vanno convertiti all’elettricità, ricavata da fonti rinnovabili.

Le aziende automobilistiche, per esempio, lavorano sia alla produzione di anodi ad alto contenuto di silicio per le batterie dei veicoli elettrici (superando i problemi legati a quelle al litio) sia a soluzioni per accorciare i tempi di ricarica o allungare la vita delle batterie stesse. Nelle abitazioni e negli uffici è necessario puntare sull’efficienza energetica, magari preferendo le pompe di calore alle caldaie. I forni elettrici si dovrebbero diffondere a livello industriale, migliorandone le prestazioni.

Con il calo dei prezzi dell’elettricità rinnovabile e delle apparecchiature elettriche, le aziende industriali potrebbero ridurre i costi e le emissioni elettrificando le loro operazioni.  

Le tecnologie verdi in agricoltura

Il secondo passo è una nuova rivoluzione verde in agricoltura: questo settore corrisponde a circa 20% dell’impronta carbonica globale (chiamata spesso anche Cabon footprint, GHG – GreenHouse Gas). Il gas serra più significativo dell’agricoltura è il metano, che ha un potere di riscaldamento maggiore della CO2.  

Lo studio ha stimato il valore degli investimenti da 400 a 600 miliardi di dollari entro il 2025, per eliminare 10 GtCO2 e entro il 2050. Coltivazioni e allevamenti generano una parte consistente delle emissioni di metano, un gas serra molto più potente dell’anidride carbonica. Di qui l’urgenza di cambiare le tecniche, ma anche i consumi alimentari. 

Si inizia incentivando la costruzione di macchinari agricoli a basso impatto ambientale – ancora fermi alla fase prototipale fino ad arrivare a sostituire in maniera preponderante le proteine animali con quelle vegetali o con carne creata in laboratorio. Inoltre, esistono metodi per modificare la digestione dei ruminanti o per trattare letame e liquami in modo da ridurre il rilascio di metano e, nel secondo caso, produrre biogas. 

Le reti elettriche

Il terzo intervento da portare a termine è la riconfigurazione delle reti elettriche in senso sostenibile. Queste ultime sono spesso vecchie e inefficienti, incapaci di reggere la domanda crescente di elettricità. 

Modernizzare e decarbonizzare la rete, secondo il rapporto, comporta tre compiti principali: 

  • velocizzare l’aumento della capacità di generazione rinnovabile: per abbassare la temperatura media globale di 1,5°C, il tasso di installazione globale dovrebbe aumentare da 3 gigawatt a 15-18 gigawatt a settimana; 
  • incrementare la capacità di stoccaggio per gestire l’intermittenza della produzione solare ed eolica; 
  • aggiornare la rete di trasmissione e distribuzione per permettere il passaggio di più energia. 

In questo caso, gli investimenti stimati vanno da 200 a 250 miliardi di dollari entro il 2025, per eliminare 5 GtCO2e entro il 2050).  

L’idrogeno

Il quarto tema affrontato dalla guida McKinsey è quello dell’idrogeno verde, in quanto potrebbe giocare un ruolo fondamentale nel processo di decarbonizzazione. 

Ci sono settori che richiedono una elevata densità energetica difficile da raggiungere con la sola elettricità ad es. l’aviazione, l’industria, l’edilizia e il trasporto marittimo e il trasporto pesante su strada. L’idrogeno grazie alla sua elevata densità energetica e la combustione a zero emissioni di carbonio, potrebbe soddisferebbe il 15-20% della domanda di energia abbatterebbe il 30% delle emissioni. 

Tuttavia, l’idrogeno ha ancora della strada da fare per realizzare il suo potenziale. Per trasportalo puro al 100% bisognerebbe costruire un’intera infrastruttura di tubazioni e impianti di stoccaggio, che richiederebbe grandi investimenti. Infatti, l’Europa ha già attuato un piano – l’EU Hydrogen Backbone – per collegare i centri di approvvigionamento a basso costo con i centri di domanda europei. Un modo per capitalizzare velocemente le opportunità offerte dall’idrogeno è usare le tubazioni esistenti. Ad es. l’infrastruttura della SNAM, 300 000 km di tubature che già trasportano il metano, nelle quali – secondo i test effettuati – almeno il 10% di idrogeno potrebbe essere trasportato senza necessità di modificare le tubazioni.   

Questo aspetto dovrebbe richiamare investimenti nelle nuove tecnologie da 100 a 150 miliardi di dollari entro il 2025, per eliminare 2.5 GtCO2e (unità di misura per l’impronta carbonica, espressa in termini di miliardi di tonnellate di emissioni globali annue di CO2 equivalenti) entro il 2050. A patto che per ottenerlo si segua un procedimento di elettrolisi basato su fonti pulite e non sul gas naturale. L’Hydrogen Council calcola che 131 grandi progetti sono stati annunciati tra febbraio e luglio 2021, su un totale di oltre 350. 

Le tecnologie di cattura e stoccaggio del carbonio

Infine, il quinto settore: le tecniche di cattura e stoccaggio del carbonio, indispensabili per attività che non si possono decarbonizzare e per rimuovere CO2 dall’atmosfera. Attualmente, l’uso di queste tecnologie è minimo e i costi sono alti (da 50 a 100 dollari per tonnellata di CO2). Le apparecchiature, inoltre, consumano molta energia. 

Il lancio delle tecniche di cattura e stoccaggio del carbonio si è bloccato nelle installazioni su scala commerciale presso centrali elettriche a carbone o gas, acciaierie e raffinerie. 

Gli investimenti previsti variano da 10 a 50 miliardi di dollari entro il 2025, con un taglio di 3 GtCO2e entro il 2050.  

Le prossime sfide? Rendere conveniente il prelievo diretto del gas serra dall’aria, innanzitutto, e applicare questi mezzi agli impianti a biomassa. 

www.mckinsey.com

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